CN103300845A - 柔性薄膜心电干电极及其制造工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公布了一种柔性薄膜心电干电极及其制造工艺，所述电极包括电极点、按扣以及用于包裹整个电极的封装；所述电极点露出于所述封装底部，所述按扣露出于所述封装上部；所述电极点与所述按扣之间设置有接口层。本发明采用微加工工艺制备心电电极，此心电电极的优势在于具有柔性以及与被测者皮肤接触有较小的阻抗。本发明具有柔性能与皮肤更好的贴合增加信号的稳定性和使用者的舒适度。而且，与现有的干电极相比性能突出，结构巧妙。
Description
技术领域
本发明涉及一种柔性薄膜心电干电极及其制造工艺。
背景技术
现今，心脏疾病是引起死亡的重要原因之一。许多心脏病都是慢性的，需要长期对心电信号的监测来预防更严重的中风或者心力衰竭。然而，目前医学上常湿电极采集心电信号。湿电极在使用过程中还需要配合导电胶的使用，由于导电胶容易干掉从而造成采集信号的衰减，这非常不利于心电信号长期的监测。
经对现有技术文献的检索发现，Chang Yong Ryu, Seung Hoon Nam, Seunghwan Kim在《Engineering in Medicine and Biology 27th Annual Conference》 (2005)3479-3481撰文“Conductive rubber electrode for wearable health monitoring”(“穿戴式健康监测导电橡胶电极”《第27届医学和生物工程年议》)，该文提出利用导电橡胶制作干电极。虽然这中电极不需要导电胶，但这种电极体积大，使用不便，由于这种电极材质的柔性较低，难与被测者皮肤贴合，测量时会产生额外的噪声。此外这种电极用的是导电橡胶，导电橡胶的电阻率远远大于金属的电阻率，那么此电极与皮肤的接触阻抗较大，采集到的信号也会相对较弱。故针对现有心电干电极存在的问题，经过研究改进，有了本发明柔性薄膜心电干电极的制作方法。
发明内容
本发明目的是针对现有技术存在的缺陷提供一种制作简单，具有柔性的薄膜心电干电极及其制造工艺，以解决心电干电极一直以来由于体积较大没有柔性不能与被测着皮肤很好的贴合而产生较大噪声的问题。
本发明为实现上述目的，采用如下技术方案：一种柔性薄膜心电干电极，包括电极点、按扣以及用于包裹整个电极的封装；所述电极点露出于所述封装底部，所述按扣露出于所述封装上部；所述电极点与所述按扣之间设置有接口层。
优选的，所述接口层与所述按扣之间通过导电胶粘合。
一种柔性薄膜心电干电极的制造工艺，包括如下步骤：
1）以硅片为基底；
2）在上述基底上旋涂有机硅PDMS层，并固化形成封装；
3）在有机硅PDMS层上旋涂光刻胶，并曝光，显影及图形化光刻胶层；
4）溅射Ti或Ag金属层，通过LIFT-OFF 工艺图形化该金属层，以形成接口层；
5）Ti或Ag金属层上旋涂有机硅PDMS层，并固化形成封装；
6）在有机硅PDMS层上旋涂光刻胶，并曝光，显影及图形化光刻胶层；
7）RIE刻蚀未受光刻胶保护的有机硅PDMS层上露出接口层部分区域；
8）旋涂光刻胶，并曝光，显影及图形化光刻胶层；
9）溅射金属层Ti或Ag，作为电极点；
10）从基底剥离整个电极；
11）翻转，旋涂光刻胶，并曝光，显影及图形化光刻胶层；
12）RIE刻蚀未受光刻胶保护的PDMS层上露出金属层区域，将该金属层区域作为粘接金属按扣的接点。
本发明的有益效果：本发明制作简单，其采用微加工工艺制备心电电极，此心电电极的优势在于具有柔性以及与被测者皮肤接触有较小的阻抗。本发明具有柔性能与皮肤更好的贴合增加信号采集的稳定性和使用者的舒适度。而且，与现有的干电极相比性能突出，结构巧妙。
附图说明
图1是本发明实施例的整体结构示意图；
图2是本发明实施例的电容电极剖面示意图；
图3本发明实施例的电容电极平面意图；
图中：1—电极点，2—封装，3—按扣，4—接口层。
具体实施方式
图1至图3所示，为一种柔性薄膜心电干电极，包括电极点1、按扣3以及用于包裹整个电极的封装2；所述电极点1露出于所述封装2底部，所述按扣3露出于所述封装2上部；所述电极点1与所述按扣3之间设置有接口层4。其中，所述接口层4与所述按扣3之间通过导电胶粘合。
一种柔性薄膜心电干电极的制造工艺，包括如下步骤：
1）以硅片为基底；
2）在上述基底上旋涂有机硅PDMS层，并固化形成封装；
3）在有机硅PDMS层上旋涂光刻胶，并曝光，显影及图形化光刻胶层；
4）溅射Ti或Ag金属层，通过LIFT-OFF 工艺图形化该金属层，以形成接口层；
5）Ti或Ag金属层上旋涂有机硅PDMS层，并固化形成封装；
6）在有机硅PDMS层上旋涂光刻胶，并曝光，显影及图形化光刻胶层；
7）RIE刻蚀（即反应离子刻蚀）未受光刻胶保护的有机硅PDMS层上露出接口层部分区域；
8）旋涂光刻胶，并曝光，显影及图形化光刻胶层；
9）溅射金属层Ti或Ag，作为电极点；
10）从基底剥离整个电极；
11）翻转，旋涂光刻胶，并曝光，显影及图形化光刻胶层；
12）RIE刻蚀未受光刻胶保护的PDMS层上露出金属层区域，将该金属层区域作为粘接金属按扣的接点。
当本装置应用于心电信号采集时，将心电电极的按扣与心电导连线相扣，心电电极的电极点面贴在皮肤上适当的位置。心电电极具有柔性与皮肤贴合度高，采集的心电信号稳定、噪声小，可以长期对心电信号采集。
其具体工作原理为：电极点1贴在皮肤表面，电极接收到来自人体内部的生理信号，通过按扣3引出导线连接到外部的测量电路。由于整个具有柔性，可以紧贴被测者皮肤表面不留空隙，增加了电极与皮肤的接触面积，减小电极与皮肤的接触阻抗，提高了生理信号的采集质量。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种柔性薄膜心电干电极，其特征在于，包括电极点、按扣以及用于包裹整个电极的封装；所述电极点露出于所述封装底部，所述按扣露出于所述封装上部；所述电极点与所述按扣之间设置有接口层。
2.如权利要求1所述的一种柔性薄膜心电干电极，其特征在于，所述接口层与所述按扣之间通过导电胶粘合。
3.一种权利要求1或2所述的柔性薄膜心电干电极的制造工艺，其特征在于，包括如下步骤：
1)以硅片为基底；
2)在上述基底上旋涂有机硅PDMS层，并固化形成封装；
3)在有机硅PDMS层上旋涂光刻胶，并曝光，显影及图形化光刻胶层；
4)溅射Ti或Ag金属层，通过LIFT-OFF 工艺图形化该金属层，以形成接口层；
5)Ti或Ag金属层上旋涂有机硅PDMS层，并固化形成封装；
6)在有机硅PDMS层上旋涂光刻胶，并曝光，显影及图形化光刻胶层；
7)RIE刻蚀未受光刻胶保护的有机硅PDMS层上露出接口层部分区域；
8)旋涂光刻胶，并曝光，显影及图形化光刻胶层；
9)溅射金属层Ti或Ag，作为电极点；
10)从基底剥离整个电极；
11)翻转，旋涂光刻胶，并曝光，显影及图形化光刻胶层；
12)RIE刻蚀未受光刻胶保护的PDMS层上露出金属层区域，将该金属层区域作为粘接金属按扣的接点。
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